Una biblioteca de genes es el término para las colecciones de fragmentos de ácido desoxirribonucleico (ADN) que se han clonado al azar de los genomas de organismos. Se clonan como plásmidos que pueden replicarse por separado de sus cromosomas y fagos, que son un virus parásito que se alimenta de bacterias. Cuando se clona como plásmidos, la colección es de células huésped y cada una de las células contiene un fragmento de ADN. Las bibliotecas de genes de fagos están formadas por lo que se denominan lisados de fagos, que son residuos de células destruidas con un fragmento de ADN insertado. Cuando las bibliotecas de genes contienen una colección de toda la información genética de un organismo, se considera que son una biblioteca de genes representativa.
Además, las bibliotecas pueden usar ácido nucleico (ARN) celular recombinante para atracar material, y esta colección de células huésped con los vectores recombinantes se conoce como biblioteca de genes de ARNc. La selección de la biblioteca de genes encuentra células particulares que contienen vectores de clonación con un gen particular que se busca en una biblioteca de genes y luego usa una de las muchas técnicas para aislarlas y recolectarlas. Una vez recolectadas, las células se consideran clonadas. Con el fin de tener una posibilidad razonable de aislar y clonar un gen particular, normalmente solo se utilizan bibliotecas de genes representacionales, ya que todos los genes y todos los fragmentos de ADN originales de un genoma particular se recogen en ellos. Para alcanzar un 99% de posibilidades de localizar un gen humano en particular para la clonación, se necesitarían cribar más de 600,000 células clonadas para encontrar el gen deseado de una biblioteca de genes representativa.
El ADN se extrae de un organismo para iniciar una biblioteca de genes. La biblioteca está estructurada para organizar el ADN y sus miles de genes diferentes. La biblioteca se convierte en una colección de decenas de miles de colonias de bacterias, cada una modulada con un fragmento de ADN del organismo que contiene un gen de especial interés. Las bibliotecas también contienen enzimas de restricción y un plásmido. Las enzimas de restricción se utilizan para leer la información de nucleótidos del ADN y se utilizan para cortar el ADN en fragmentos separando los nucleótidos entre sí.
Las mismas enzimas de restricción cortan los plásmidos bacterianos y los fragmentos y plásmidos se combinan en un tubo de ensayo para combinarse, formando una nueva combinación. Estos plásmidos recombinantes luego se devuelven al cultivo de bacterias usando choque térmico o electroporación. Estos pasos se realizan una y otra vez hasta que se ha formado una biblioteca genética completa para un organismo genómico particular a partir de todos los fragmentos de la extracción de ADN original.